【正文】 ..............................................................................................................................I Abstract.......................................................................................................................................... II 1 緒論 ............................................................................................................................................ 1 研究背景 .......................................................................................................................... 1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 .............................................................................................................. 1 研究目地和意義 .............................................................................................................. 3 研究方案的確立與實(shí)施 .................................................................................................. 3 2 系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .................................................................................................................... 6 機(jī)箱殼體設(shè)計(jì) .................................................................................................................. 6 稱重料筒機(jī)械設(shè)計(jì) .......................................................................................................... 7 水分測(cè)量取料設(shè)備 .......................................................................................................... 8 水分料筒卸料設(shè)備 .......................................................................................................... 9 測(cè)產(chǎn)系統(tǒng)整體框架 ........................................................................................................ 10 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) .................................................................................................................. 12 主控芯片 ........................................................................................................................ 12 稱重測(cè)產(chǎn) ........................................................................................................................ 14 水分測(cè)量 ........................................................................................................................ 16 機(jī)械傳動(dòng)電機(jī) ................................................................................................................ 17 熱敏打印機(jī) .................................................................................................................... 19 條形碼閱讀器 ................................................................................................................ 21 觸摸屏工控機(jī) ................................................................................................................ 22 系統(tǒng)電源的設(shè)計(jì) ............................................................................................................ 23 4 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)調(diào)試 .............................................................................................................. 25 ModBus 通訊協(xié)議數(shù)據(jù)分析 .......................................................................................... 25 觸摸屏組態(tài)設(shè)計(jì) ............................................................................................................ 29 打印機(jī)控制程序 ............................................................................................................ 32 5 系統(tǒng)軟件和硬件的調(diào)試 .......................................................................................................... 34 KEIL軟件及 ISP 下載使用 ........................................................................................... 34 系統(tǒng)的整體調(diào)試 ............................................................................................................ 37 6 總結(jié) .......................................................................................................................................... 39 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................................... 40 致 謝 ............................................................................................................................................ 41 附錄 1 打印機(jī)控制板原理圖及 PCB的 3D 效果圖 ................................................................. 42 附錄 2 水分儀稱重控制板原理圖及 PCB的 3D 效果圖 ......................................................... 44 I 基于小區(qū)育種的智能化測(cè)產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 目前我國育種小區(qū)試驗(yàn)的收獲測(cè)產(chǎn)仍然依靠人工方式，通過天平稱重 完成產(chǎn)量測(cè)量， 再使用便攜式谷物水分測(cè)量儀進(jìn)行籽粒水分測(cè)量 ，產(chǎn)量及水分?jǐn)?shù)據(jù)均 采用手工 記錄 后 ，再將記錄信息匯總錄入電腦存儲(chǔ)。系統(tǒng) 最終完成 包括玉米 在內(nèi)的 十余種 谷物 品種的 含水率 測(cè)量 ，其響應(yīng)速度和測(cè)量精度達(dá)國際 一般測(cè)量水平。 STC12 MCU 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 1 緒論 研究背景 在小區(qū)育種試驗(yàn)過程中，育種工作者每年為了對(duì)雜交種進(jìn)行自交系的配合力、雜交種品質(zhì)和適應(yīng)性的驗(yàn)證，都需要記錄各個(gè)品種籽粒的產(chǎn)量、含水率、容重、千粒重等信息。 在農(nóng)業(yè)高速發(fā)展的現(xiàn)在，小區(qū)育種實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)顯得尤為重要，它甚至能夠影響大規(guī)模農(nóng)業(yè)種植的產(chǎn)業(yè)模式。面對(duì)如此尷尬的境地，育種工作者也只能依靠經(jīng)驗(yàn)來梳理數(shù)據(jù)，從中刷選出優(yōu)質(zhì)種子進(jìn)行進(jìn)一步的論證。當(dāng)然也有帶 GPS 的小區(qū)測(cè)產(chǎn)收割機(jī)，只需要一個(gè)個(gè)小區(qū)的收獲，就可以記錄各個(gè)小區(qū)產(chǎn)量、水分、容重等信息 。美國 的 阿麥科公司 設(shè)計(jì)生產(chǎn)的小區(qū) 種子重量 、水分 檢測(cè) 系統(tǒng)包括種子測(cè)產(chǎn)系統(tǒng)、電子秤、濕度感應(yīng)器、種子測(cè)產(chǎn)料筒、 DPA 掌上電腦、收獲測(cè)產(chǎn)軟件、專用打印機(jī)等設(shè)備，能夠完成高效，自動(dòng)化的測(cè)量種子籽粒產(chǎn)量、水分等信息。收獲依然主要靠國內(nèi)相對(duì)便宜的人工操作，及時(shí)把小區(qū)重量和水分收集上來。 圖 11 國內(nèi)普遍使依次測(cè)量水分、測(cè)量重量使用的設(shè)備 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 研究目地和意義 育種對(duì)于農(nóng)業(yè)的 增產(chǎn) 增收具有較為重要的作用，在大面積推廣新品種之前，必須要先進(jìn)行小面積的育種產(chǎn)量等各項(xiàng)測(cè)驗(yàn)， 用于 客觀的評(píng)定 各種種子的 新品種， 了解種子 新品種的種植特性 、 增產(chǎn)效益 等數(shù)據(jù)信息 。實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)小區(qū)測(cè)產(chǎn)的精準(zhǔn)化、高效化、系統(tǒng)化的高品質(zhì)應(yīng)用設(shè)備，滿足測(cè)產(chǎn)收獲、現(xiàn) 場(chǎng)實(shí)驗(yàn)等不同規(guī)格的應(yīng)用要求。上位機(jī) 操作 系統(tǒng)以 MCGS 觸摸屏 構(gòu)件及其 RS48USB 等外設(shè)接口 作為核心部件；下位機(jī)系統(tǒng) 則 包括 STC12 單 片機(jī) 、 電容式水分傳感器、電阻應(yīng)變式 稱重傳感器、不干膠熱敏打印機(jī)和條形碼閱讀器等外設(shè)。同時(shí)觸摸屏 還 可 以 用于數(shù)據(jù)信息 的存儲(chǔ) ；作為鼠標(biāo)的輸入接口， 通過 鼠標(biāo) 操作 控制觸摸屏 運(yùn)行 ；作為條形碼閱讀器輸入設(shè)備接口， 通過 條形碼 閱讀器完成條形碼信息的 錄入工作；作為 U 盤的接口，將測(cè)量存儲(chǔ)的 信息 保存到 U 盤。 系統(tǒng)研究具體實(shí)施方案如下： （ 1） 小區(qū)育種基地進(jìn)行實(shí)地考察研究，了解系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)際需要，目前存在的問題； （ 2） 參觀學(xué)習(xí)其進(jìn)口引進(jìn)的小區(qū)育種收獲測(cè)產(chǎn)系統(tǒng)，學(xué)習(xí)國外優(yōu)秀的設(shè)計(jì)理念； （ 3） 方案設(shè)計(jì)，明確設(shè)計(jì)思路； （ 4） 系統(tǒng) PCB繪制，以及芯片焊接測(cè)試 ； （ 5） 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，完成系統(tǒng)各個(gè)模塊的調(diào)試工作； （ 6） 整體調(diào)機(jī)工作，軟硬件調(diào)試，整機(jī)協(xié)調(diào)工作，穩(wěn)定性測(cè)試，優(yōu)化設(shè)計(jì)。加工材料采用 1 厘米厚的不銹鋼板，通過激光 打孔 ，完成各個(gè)部件的切割 ，最后進(jìn)行焊接磨邊等工作 。 USB 分線器， 把 一個(gè) USB 接口擴(kuò)展為多個(gè) ，方便接入多個(gè)外設(shè)： U 盤、鼠標(biāo)、條形碼掃描槍等。后面則是搭鎖扣打開后的機(jī)殼內(nèi)部，可方便更換打印紙和對(duì)電路進(jìn)行調(diào)試或者更換設(shè)備。沉重料筒下部有合頁完成開合任務(wù)， 方案采用 電動(dòng)推桿 對(duì)合頁進(jìn)行開合控制 ，以 完成落料 。柱形結(jié)構(gòu)用于收集水分檢測(cè)樣品。 擋板的開合通過電動(dòng)推桿拉動(dòng)，